Способ непрерывного производства мыльной основы Советский патент 1993 года по МПК C11D13/00 

(Л

С.

Изобретение относится к мыловаренному производству. Сущность изобретения: в способе непрерывного производства мыльной основы, включающем нейтрализацию жирных кислот карбонатом натрия и доомы- ление непрореагировавших жирных кислот и триглицеридов гидроксидом натрия, с целью повышения качества мыльной основы и увеличения производительности нейтрализацию жирных кислот ведут при значении активности ионов водорода в пределах 8±0,3 рН, а количество гидроксида натрия выбирают с учетом разницы значений активности ионоа, водорода и электропроводимости до и после доомыления. 2 табл,

Изобретение относится к химии технологических процессов пищевой промышленности, в частности к мыловаренному , производству.

Цель изобретения - повышение качества и увеличение производительности.

Это достигается тем, что процесс нейтрализации жирных кислот (карбонатное омыление) проводят при значении активности ионов водорода в пределах (8± 0,3) рН, 4а доомыление проводят количеством гидрооксида натрия, определяемого с учетом разностных значений активности ионов водорода и электропроводимости, определенных до и после процесса доомыления.

Сравнение данного технического решения с прототипом показывает, что способ

непрерывного производства мыльной основы отличается от известного тем, что процесс производства мыльной основы полностью осуществляется в непрерывно действующем омылительном аппарате без использования дополнительных технологических операций и оборудования для их проведения.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данный способ непрерывного производства мыльной основы отличается наличием новых критериев, обеспечивающих возможность контроля качества хода технологического процесса- активности ионов водорода на 1-й стадии и разностного значения активности ионов водорода и электропроводимости до начала и

00

ю

4 00

со

по окончании 2-й стадии процесса омыления.

Сущность изобретения поясняется Следующим .:

известно, что нейтрализация жирных кислот водным.раствором карбоната натрия протекает по суммарному уравнению

2RCOOH + Na2C03 2RCOONa + НаО +

+С020)

В водном растворе при температуре выше 70°С карбонат натрия, как соль слабой двуосновной кислоты и сильного основания, гидролизуется по уравнению

№2СОз + Н20 г± NaHCOs+NaOH (II) Образовавшийся в ходе гидролиза гидрооксид натрия нейтрализует жирные кислоты по уравнению

RCOOH + NaOH RCOONa + H20 (III) Следовательно, гидрооксид натрии и на пероой и на второй стадиях процесса омыления может принимать участие в двух реакциях; нейтрализации жирных кислот с образованием мыла (положительный эффект) и дегидратация бикарбоната натрия (отрицательный эффект). Последний ведет к перерасходу гидрооксида натрия на заключительной стадии омыления,

Образовавшийся в результате гидролиза бикарбонат натрия может разлагать полученное мыло по формуле

RCOONa + NaHC03« RCOOH + NaaCOs (IV) а также может перейти в карбонат натрия при удалении углекислого газа из зоны реакции

2МаНСОз г±- N32C03 + С02 + Н20 (V)

Следовательно, бикарбонат натрия также может принимать участие в двух обрати- мых реакциях; причем значение этих реакций оценивается по разному на стадиях омыления; разложение мыла - отрицательный эффект на обеих стадиях; превращение в карбонат натрия - положительный эффект на 1-й стадии и отрицательный эффект - на 2-й стадии омыления.

Очевидно, что в связи с обратимостью указанных реакций, в реакционной массе существует равновесное состояние, когда максимальное количество жирных кислот нейтрализовано, т.е. превращено в мыло в соответствии с I, III и в то же время минимальное количество мыла разлагается в соответствии с формулой IV.

Указанное равновесие вполне реально и для системы гидролиз- дегидратация карбоната натрия и бикарбоната натрия.

Экспериментально установлено, что на 1-й стадии равновесное состояние наступает при активности ионов водорода в реакционной массе равным (8±0.3) рН. При

5

0

выходе рН за указанные пределы процесс омыления отклоняется от оптимального: при рН 7,7 преобладает отрицательный эффект реакции IV, V и глубина кэрбонатного омыления снижается, а в реакционной . массе накапливаются неомыленные жирные кислоты; при рН 8,3 в реакционной массе, вследствие плохого удаления углекислого газа происходит накопление бикар0 бонатов натрия (более 10-12%), т.к. ход реакции V затруднен, и как следствие, при неизменном расходе карбоната натрия глубина карбонатного омыления снижается. Сказанное хорошо иллюстрируется экспериментальными данными, полученными при внедрении заявляемого способа производства мыльной основы в мыловаренном цехе, которые приведены в табл.1.

Из приведенных данных видно, что при активности ионов водорода в реакционной массе, находящейся в указанных выше пределах, на 1-й стадии процесса достигается большая глубина карбонатного омыления, а о реакционной массе уменьшается концен5 грация бикарбонатов натрия, что на последующей стадии приведет к экономии гидроксида натрия и повысит качество мыльной основы по сравнению с известным.

На 2-й стадии процесса омыления - до- омыление в реакционной массе протекают одновременно реакции III, IV, а также реакция дегидратации бикарбоната натрия по формуле: 1МаНСОз + ЫаОН;г-.±№2СОз + Н20

Абсолютное значение активности ионов водорода на этой стадии не может полностью характеризовать ход процесса омыления, т.к. помимо изменяющихся начальных

0 условий 1-й стадии на ход процесса кроме всего влияют температура-греющего пара, концентрации подаваемых в зону реакции растворов, интенсивность перемешивания, время нахождения массы в аппарате. С

5 целью исключения влияния указанных факторов, для ведения процесса в оптимальном режиме необходимо вычислить разность активностей ионов водорода после 1-й стадии и- после 2-й стадии. Однако наиболее точно подачу гидроксида натрия на доомыление можно осуществить только с учетом разности электропроводимостей реакционных масс в тех же технологических точках. Отношение разностей этих величин - показа5 тель, который необходимо учитывать, определяя количество гидроксида натрия, необходимое для омыления на 2-й стадии. Численное значение этого показателя не может быть определено эмпирически, т.к. кроме факторов указанных пыш мл его зна0

5

0

чение влияют также качество исходной воды, глубина расщепления жиров, рецептурный набор композиции жирных кислот.

Подача гидроксидэ натрия в омылитель- ный аппарат с учетом указанного показате- ля обеспечивает условия оптимального доомыления и получения мыльной основы с заданным содержанием свободного гидро- ксида натрия и позволяет исключить одну из наиболее продолжительных во времени и трудоемких технологических операций - корректировку показателей качества мыльной основы по результатам лабораторных анализов.

Измерение активности ионов водорода на 1-й и 2-й стадиях, а также измерение электропроводимостей реакционных масс может быть осуществлено выпускаемыми отечественной промышленностью измерительными приборами - рН-метрами и кон- дуктометрами.

Апробация данного технического решения проводилась на опытном аппарате ТНБ- 2, на технологических цилиндрах которого были смонтированы датчики рН-метра и кондуктометра. Усредненные во времени результаты оценки качества полученной мыльной основы-приведены в табл.2.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что данный способ непрерывного производства мыльной основы позволяет снизить расход гидрооксида натрия на омыление жирнокислотной композиции и повысить качество мыльной основы за счет снижения в ней неомыляемого жира, нео- мыляемых веществ и карбоната натрия.

Использование способа позволяет по сравнению с известным повысить производительность оборудования, упростить технологический процесс ом&лечия за счет исключения ряда операций.

рмула изобретени-я

Способ непрерывного производства мыльной основы, включающий нейтрализацию жирных кислот карбонатом натрия и доомыление непрореагировавших жирных кислот и триглицеридов гидроксидом натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества мыльной основы и увеличения производительности, нейтрализацию жирных кислот ведут при значении активности ионов водорода в пределах 8±0,3 рН, а количество гидроксида натрия выбирают с учетом разницы значений активности ионов водорода и электропроводности до и после доомыления.

Таблица 1

Таблица 2